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‘피부에 착붙’ 전자패치로 심전도·체온 24시 모니터링, 심근경색·부정맥 초기에 잡는다한국표준과학연구원(원장 박현민, 이하 KRISS)과 성균관대학교(총장 신동렬)가 피부에 부착해 생체신호를 측정할 수 있는 의료용 실리콘 전자패치 기술을 개발했다. 이번 기술의 핵심성과는 화학 접착제 없이도 피부 접착력이 우수한 실리콘 전자패치와 탄소나노섬유 기반의 신축성 전극이다. 심전도, 체온 등 생체신호를 24시간 상시 모니터링할 수 있어 의료용 웨어러블 기기 등에 활용할 수 있다. ▲KRISS-성균관대 공동연구팀 / 사진제공 : KRISS (좌측부터 김다완 KRISS 객원연구원, 전승환 성균관대 석박통합과정생, 김민석 KRISS 책임연구원, 황귀원 성균관대 석박통합과정생, 민형호 KRISS 학생연구원, 김진형 성균관대 석박통합과정생) 의료용 웨어러블 기기는 인구 고령화와 심혈관질환의 증가, 비대면 원격의 료 확대로 수요가 증가하는 추세다. 특히 심근경색, 협심증, 부정맥 등의 심혈관질환은 전조증상을 환자가 인지하지 못해 치료의 골든타임을 놓치는 경우가 많아, 웨어러블 기기 등을 이용해 생체신호를 상시 모니터링하는 것이 중요하다. 기존의 전자패치는 신체를 움직이거나 피부에 땀과 유분이 발생하면 접착력이 급격히 떨어져 상시 착용이 어렵다. 이를 보완하기 위해 화학접착제를 사용하는 경우 피부 가려움증, 알러지 등의 부작용이 발생할 수 있다. 생체 전기신호를 전달하기 위해 전도성 소재를 사용하나, 화학적·열적 내구성이 약해 전기적 성능이 쉽게 저하된다. ▲공동연구팀이 실리콘 전자패치의 피부 부착을 시연하고 있다 / 사진제공 : KRISS 공동연구팀은 기존 제품의 문제점을 개선하기 위해 물 속에서도 미끄러지지 않는 물방개 앞발의 미세구조를 모방해 운동이나 샤워 중에도 떨어지지 않을 만큼 피부 접착력이 뛰어난 전자패치 소재를 개발했다. 인체에 무해한 의료용 실리콘으로 제작됐으며 통기성과 배수성이 우수해 장시간 안정적으로 착용할 수 있다. ▲수컷 물방개의 앞발 구조를 모사한 생체친화 피부접착 패치 개념도 / 사진제공 : KRISS 탄소나노섬유는 원통형 모양의 나노 구조를 지니는 탄소의 동소체이다. 기계적, 전기적 그리고 열적 특성이 매우 우수하며 이로 인해 나노 복합재료 제조 분야에서 기존의 첨가제를 대체할 수 있는 혁신적인 물질로 여겨지고 있다. 탄소나노섬유 소재의 신축성 전극은 피부가 접히거나 늘어나도 전기전도성을 잘 유지한다. 기존 전자패치 전국의 약한 내구성을 보완하기 위해, 전도성 소재인 탄소나노섬유를 실리콘 표면에 뿌리박는 새로운 구조를 고안했다. 신체 움직임에 따라 늘어나면서도 패치와 전극이 쉽게 분리되지 않아 신축성, 전도성, 내구성을 동시에 확보했다. 공동연구팀은 개발된 패치 소재와 신축성 전극, 온도센서를 결합해 웨어러블 패치를 구현했다. 성능 시연 결과 운동 후 피부에 땀이 흐른 상태에서도 접착력이 안정적으로 유지됐으며 심전도와 체온을 실시간으로 모니터링 가능했다. 이번에 개발한 기술을 적용하면 기존 제품 대비 제작 공정을 단순화하고 비용을 절감할 수 있어 대량생산에도 유리하다. KRISS 김민석 역학표준그룹장은 “기존 의료용 전자패치는 해외 제품이 전부로, 그마저도 성능 면에서 폭넓은 활용이 어려웠다”며 “이번 성과는 원격진료 및 진단에 기여할 수 있어 국내 웨어러블 의료기기 산업에 마중물 역할을 할 것”이라고 전망했다. 성균관대학교 방창현 교수는 “후속 연구를 통해 심전도 외에도 맥박, 혈압, 호흡수, 체온 등 4대 생체활성징후 및 산소포화도를 실시간 측정해 종합 진단할 수 있는 웨어러블 센서를 개발할 예정”이라고 말했다. KRISS 주요사업 및 한국연구재단 신진연구자 지원사업 등의 지원을 받아 수행한 이번 연구의 성과는 세계적인 학술지 케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal, IF: 13.273)에 게재됐으며 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials, IF: 18.808) 표지(back cover) 논문으로 선정됐다. ▲어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials) 학술지 표지논문으로 선정(back cover) / 사진제공 : KRISS
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’상시·비대면 전기안전 원격점검’ 디지털 전환을 위한 첫발을 딛다산업통상자원부(장관 문승욱, 이하 산업부)는 4월 6일(수), 지난 ‘21년 12월 ’원격점검제도 도입(전기안전관리법)‘ 시행 후, 첫 사업인 ’도로조명 전기설비 원격관리 체계 구축‘을 위해 전국 17개 시·도 지자체 공무원 간담회를 개최했다. 이번 간담회는 도로조명 원격장치 보급 시범사업과 관련하여 두달간의 사전 의견수렴 결과, 원격관리 운영방안, 예산 등 사업 전반 상세설명 및 대책토의를 위한 간담회 개최의 필요성이 제기되어 추진됐다. 간담회에는 산업부, 17개 시·도 지자체 공무원, 전기안전공사 등 관계기관 담당자가 참석하였다. 주요 토의분야에는 ▲사업운영(원격장치 구축 대상, 운영 방법) ▲예산(국비지원 비율, 예산확보 방안 ▲사업편익(시범사업 참여 시 지자체의 이점)이 있었다. ‘21년 12월 22일, 산업부에서는 도로조명설비 특성상 외부 넓은 구역에 설치되어, 사고 시 즉각적인 대응이 어렵고, 설비 노후도에 따라 집중호우가 발생하며 감전사고 위험성이 높다는 전기설비별 특성을 감안하고 원격점검 토입 초기의 기술개발 수준, 적용 용이성 등을 종합적으로 검토하여, 원격점검 장치 보급과 관련한 중장기 계획을 수립한 바 있다. ▲단계별 원격점검장치 보급 계획 / 출처 : 산업통상자원부 간담회에서는 원격관리 운영방안 등에 대한 세부 사업설명과 함께 사전 의견수렴 내용에 대한 자유토론을 진행했다. 산업부 관계자는 모두 발언에서 “향후 기술기준 개정 등에 따라 신규 도로조명 설비에 원격점검장치 설치가 의무화될 예정이므로, 금번 시범사업의 적극적인 참여로 시·도 예산 절감과 함께 국민 안전도 확보할 수 있도록 지자체 등 관계기관의 적극적인 협조”를 당부했다. 산업부에서는 원격점검 시범사업 시행으로 산업현장에서도 원격점검 장치의 제조는 물론, 통신, 플랫폼 등 다방면에 걸친 기술개발과 투자를 통해 안전분야 신기술 산업이 발전할 것으로 기대하고 있으며, 앞으로 인공지능(AI) 등 4차 산업혁명 신기술 활용, 실시간 전기안전 정보 제공 등 생활 속 전기안전관리 시스템이 구축될 수 있을 것으로 예상한다고 밝혔다. 지난 3월 18일, 국가기술표준원 전기전자정보표준과는 산업통상자원부 에너지안전과와 함께, ‘저압 전기설비 전기안전 모니터링 시스템’에 관한 국가표준 제정을 등록했다.(KS C1511-1, KS C1511-2)
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[김학선 박사의 표준살롱] 내 안의 온도를 모르는 체온계란..“내 안의 온도도 버거울 때가 있다”라는 어느 시인의 멋진 글이 생각난다. 내 안의 체온도 버거우니 혹시 상대방의 뜨거운 온도는 어쩌지 하는 생각이 잠깐이나마 나의 뇌리를 스쳐 지나간다. 필자는 전 세계적인 감염병인 코로나 19를 늘 두려워하면서 코로나에 걸리지 않는 “나에게 딱 좋은 체온”은 없을까 하는 망상에 빠지곤 한다. 매일매일 우리 주변에서 마주하는 각종의 체온계들, 비접촉 적외선 온도 측정기, 비대면 발열체크기, 자동 온도계, 비접촉형 체온계 등등 종류도 다양하다. 필자는 얼마 전 두 가지 충격적인 소식을 들었다. 하나는 중국산 미인증 체온계 수입업자가 검거되었다는 소식과 우리 주변에서 체온을 측정하던 체온계 중에 인증되지 않는 부정확한 제품이 많다는 사실이다. 만약 그렇다면 서로간에 체온을 모른 체 업소를 출입한다면 코로나 19의 방역체계는 기초적인 것부터 허술하지 않은가? 거의 중증환자가 되거나 이마에 코로나 환자만큼의 열이 나타나야 종국적으로 확인되는 것인가? 너무나 현실에 부합되지 못하는 낙후적인 일들이라고 생각한다. 정말로 어느 시인의 시처럼 “따뜻하고”, “끈끈한” 사이(?)를 만들기 위해 인증받지 않은 체온계를 사용하는 것이 아닌지 모를 노릇이다. 현재 위중한 코로나 19의 방역을 위하여 천문학적인 예산을 집행하고 있다는데 이러한 노력을 한순간에 무너뜨릴 수 있는 중차대한 사건이다. 그런데 코로나19 감염예방의 가장 기초적인 사람의 체온을 재는 것이 각기 다른 체온계에 따라 높을 수도 있고 낮을 수도 있다면 어느 기준으로 조치해야 할까 하는 심각한 의문이 든다, 아직도 코로나 19는 갈 길이 멀다. 하루속히 믿을 수 없는 부실한 체온계를 모두 회수, 폐기 조치하고 정상적인 제품으로 체온측정을 해야 한다. 우리는 가끔 가장 기초적이고 중요한 일인데도 불구하고 잦은 타성으로 무심코 지나칠 때가 있다. 바로 방심할 때이다.
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3GPP, 5G 융합서비스 확장 규격 Release 17 표준 승인한국정보통신기술협회(회장 최영해, 이하 TTA)는 3월 14일 ~ 3월 24일 동안 전자회의로 개최한 3GPP 제 95차 기술총회에서 5G 융합서비스를 한층 더 확장하는 신규 표준 세트(Release 17)가 승인되었다고 밝혔다. 3GPP는 국제 이동통신 표준화협력 기구로, TTA는 1998년 12월 3GPP를 미국, 유럽, 중국, 일본 표준기관 등과 공동 창립하여 운영하고 있다. 이번 기술총회는 팬데믹 지속으로 인해 온라인 방식(이메일 논의와 웹 영상회의 병행)으로 개최되었으며, 글로벌 제조사(삼성전자, LG전자, 애플, 퀄컴, 에릭슨, 노키아, 화웨이 등)와 국내외 이동통신 사업자·연구소(SKT, KT, LGU+, ETRI, 버라이즌, AT&T, 보다폰, 오렌지 등)의 약 600명이 넘는 전문가들이 참석하여 논의를 진행하였다. 5G 1차(Release 15)/2차 표준(Release 16)이 5G 상용화를 위한 핵심 기술과 타 산업 융합서비스 개화의 지원에 초점이 맞추어져 있었다면, 이번 승인된 Release 17 표준은 기존 융합서비스의 기능 강화(5G 특화망, V2X), 신규 기능 추가(5G IoT 기기 지원)와 서비스 확대(5G 기반 위성통신·방송)등 융합서비스 확장 기술을 포함하고 있다. 기능 강화 측면에서는, Release 16(‘20.7월 완료)이 스마트공장, 자율주행 서비스의 초기 상용화에 초점이 맞춰졌다면, Releasw 17은 융합서비스 향상 지원으로 관련 서비스 개화의 기반이 될 것으로 예상된다. 5G 특화망의 새 이름인 이음5G 관련, 의료 서비스와 AV(Audio Visual) 제작 서비스 적용을 위한 신규 기능 표준화로 방송/AV 제작, 의료 분야까지 확장이 기대되며, 5G 핵심망 기반 차량 통신 관련, 서비스 커버리지 향상을 위한 릴레이 기능과 보행자 단말 효율성을 위한 배터리 소모 최적화 등으로 자율주행 지원을 위한 기능이 강화됐다. 신규 기능 추가 측면에서는 5G NR(New Radio)을 사용한 IoT 기기 지원 기술이 표준화됨에 따라, 산업용 카메라, 센서 등 다양한 유즈케이스의 지원이 가능하게 됐다. 기존 이동통신에서는 LTE 기반의 사물인터넷(eMTC/NB-IoT) 기술만이 사용됐는데, 5G NR 기반 IoT RedCaP(Reduced Capability) 기술은 10-20MHz 대역폭을 활용하기 때문에 저소비전력을 필요로 하는 스마트워치같은 첨단 웨어러블 기기를 지원할 수 있게 됐다. 서비스 확대 측면에서는, Release 16에 이어, 5G 기반의 위성통신 표준화 진척이 있었으며, 5G 기술 기반 방송을 위한 기반 표준이 완료됐다. 이외, Release 17 표준은 약 30여개의 다양한 신규·확장 기술이 포함되어 있으며, 대표적인 무선접속 기술로 5G NR 대용량 MIMO(다중입출력), 52.6-71GHz 대역까지 밀리미터파 대역 확장, 고정밀 기기 위치 정확도 향상(포지셔닝) 기술 등이 포함되어 있다. 3GPP는 5G 진화를 위해, 지난 ‘21년 12월 Release 18 작업 항목을 승인하고 5G-Advanced 표준화를 ’23년 12월까지 완료 목표로 추진하고 있으며, Release 18에서는 기존 다중안테나, 사이드링크, 비지상망 진화 기술뿐만 아니라, AI(Artificial Intelligence)/ML(Machine Learning) 적용, NR Duplex 송·수신 등 새로운 혁신 기술 표준화가 진행될 예정으로 6G 길목 기술 선점을 위한 표준 경쟁이 치열해질 것으로 예상된다. 3GPP는 2년 이상 진행됐던 비대면 회의를 ‘22년 6월부터 기술총회 및 작업반 회의를 대면회의로 단계적으로 전환·진행할 예정이다. TTA 이동통신기술위원회(TC11) 의장 이현우 단국대 교수는 “기업용 5G를 위한 중·고대역 5G와 MEC(Multi-access Edge Computing)를 조합한 기업용 이음5G 도입이 실험 단계에서 상용 단계로 이행되고 있는 상황에서 금번 Release 17에서의 보다 향상된 기능 지원이 산업융합서비스 확산으로 이어지길 기대한다”며, “Release 18에서도 선제적인 국내 산업계의 3GPP 대응을 위해, 국내 산·학·연·관 연구 교류 확대, 미국, 유럽, 한·중·일 표준화 기관 간에 양자·다자간 워크숍 등 사전 협력을 통해 TTA 이동통신기술위원회 활동을 보다 강화해 나갈 계획이다”고 말했다. TTA 최영해 회장은 “산업 생태계의 디지털 전환에 있어 5G 이동통신은 핵심 전략 분야이고, 이번 3GPP Release 17 표준 승인으로 융합 서비스 확장 및 관련 기반 산업의 생태계 조성이 가속화되는 계기가 될 것”이라며, “TTA는 민간주도 시장 활성화와 국제표준 리더십을 위한 국내 신규 표준화 전문가 양성·발굴, 3GPP 표준화 활동 저변 확대 등 표준화 지원도 보다 강화해 나가겠다”고 말했다.